биологическая фильтрация и процесс сайклинга фильтра
Смотри также разделы выбор фильтра для Nature Aquarium¬, аквариум с растениями - как выращивать растения, а не водоросли¬, решение проблем¬, и триггеры¬.
Активированный уголь в фильтре нужно менять вовремя и правильно¬!
Главная функция фильтра - служить местом для поселения колоний нитрифицирующих бактерий которые преобразуют продукты жизнедеятельности рыб до нетоксичных соединений.
Когда фильтр нормально функционирует, колония бактерий в нем потребляет все появляющиеся в аквариуме загрязнения, сохраняя чистоту воды а здоровье рыб. Если колония бактерий в фильтре не справляется с биологической нагрузкой аквариума, в воде накапливаются токсичный аммиак/аммоний и нитриты - появляется угроза нашествия водорослей в аквариуме и заболевания рыб.
В фильтре происходит аэробная часть азотного цикла¬. Растворенные в воде продукты жизнедеятельности рыб (аммиак [NH3], аминокислоты) окисляются до нитратов [NO3]. Затем нитраты потребляются растениями или частично в результате анаэробного разложения на дне преобразуются в газ азот. Выделяющийся при этом углекислый газ [СО2] поглощается растениями, а безвредный азот N выветривается из воды в окружающий воздух.
Когда вы устанавливаете фильтр, в нем еще нет колонии нитрифицирующих бактерий - их нужно еще вырастить. Этот процесс называется cycling filter* (зациклить фильтр, или сделать сайклинг). Обычно без применения готовых культур бактерий и внесения аммония сайклинг фильтра занимает 4-6 недель.
С применением препаратов содержащих культуру живых бактерий Nitrospira как BIO-SPIRA©, TetraAqua® SafeStart или SeaChem Stability™ это время сокращается до нуля, то есть рыб можно запускать немедленно. Но это еще далеко не все. Чтобы в аквариуме заработал полный цикл переработки органики нужно чтобы сформировалась колония гетеротрофных бактерий¬. Заселив фильтр/грунт культурами гетеротрофных и нитрифицирующих бактерий методом сайклинга без рыб¬ можно зациклить канистровый фильтр или весь аквариум за 10-12 дней и менее.
Во время сайклинга фильтра (как и грунта и всего аквариума) в нем постепенно развиваются колонии двух типов бактерий - гетеротрофных и автотрофных. С ростом разных видов бактерий происходит ряд изменений с составом загрязняющих воду веществ.
Гетеротрофные бактерии¬ преобразуют ("едят") органику содержащую азот, например протеины в корме и экскрементах рыб, в неорганические вещества вроде аммония NH4+, нитратов, фосфатов. Это бактерии рода Bacillus, Pseudomonas, Escherichia и др. Они начинают появляются раньше автотрофных.
Когда образовано остаточно аммония появляются автотрофные бактерии живущие за счет энергии полученной от преобразования уже НЕорганических веществ - аммония, нитрита, нитрата. Они завершают цикл метаболизма в аквариуме - преобразование органики в неорганические вещества.
Сначала растет колония бактерий рода Nitrosomonas преобразующих очень токсичный аммиак/аммоний NH3+/NH4+ в менее токсичный нитрит NO2. Их колония достигает своего максимума через две недели, после чего уровень аммония NH4+ начинает падать, а уровень нитрита NO2 расти. Это означает что в первые две недели уровень аммония NH4+ может стать очень высоким, поскольку создается в больших количествах гетеротрофными бактериями, но еще не разлагается автотрофными. Чем больше рыб будет в аквариуме в этот период, тем больше создается органики, и тем больше будет всплеск концентрации аммония вызывающего бурный рост водорослей¬!
Другой тип автотрофных бактерий (Nitrospiramoscoviensis и Nitrospiramarina¬) которые окисляют нитрит [NO2] до нитрата [NO3] появляются после того как гетеротрофные бактерии и Nitrosomonas создадут достаточную концентрацию нитрита [NO2] в воде. Концентрация почти безвредного в разумных концентрациях нитрата NO3 может быть уменьшена только путем еженедельной частичной подменой воды и/или путем увеличения его потребления растениями. Концентрация нитрита [NO2] достигает максимума через две недели с момента закладки аквариума, в течение которых уровень аммония [NH4+] постепенно падает, а уровень нитрита [NO2] постепенно возрастает. Эти бактерии появляются сразу после setup, но они часто подавлены слишком высоким уровнем аммония [NO4+] и их колония не растет так быстро как Nitrosomonas - активный рост начинается с третьей недели. Они удваивают свое число только за 12-32 часа, что довольно медленно для бактерий. Без использования специальных препаратов колония вырастет настолько что уровень нитрита [NO2] упадет до нуля только за следующие две недели. Если внести препараты¬ содержащие эти бактерии и применить метод сайклинга без рыб¬ зацикливание аквариума происходит всего за несколько дней, а рыб можно будет запускать сразу(!).
Чем больше будет в аквариуме разлагающихся старых листьев растений, экскрементов рыб и не съеденного рыбами корма, тем выше будет уровень нитрита [NO2] и аммония NH4+. Так как эти азотные соединения, а особенно аммоний, являются питательными веществами для водорослей, это неизбежно приведет к их бурному росту и/или цветению воды на начальном этапе создания аквариума. Чем больше вы удаляете продуктов разложения из аквариума путем частых подмен воды и удаления всех гниющих листьев растений - тем меньше будет появляться водорослей. Через две-четыре недели, когда в фильтре и грунте разовьется достаточная колония бактерий а рост растений нормализуется, они вместе будут выполнять функцию очистки замкнутой экосистемы аквариума. Выполнение правил запуска аквариума¬ позволяет без особых проблем максимально быстро побороть водоросли в "молодом" аквариуме.
Ни один фильтр не сможет очистить воду от нитратов [NO3] которые постепенно накапливаются**, поэтому обязательным является еженедельная подмена 30-50% воды¬. Если производительность фильтра недостаточна для конкретного аквариума то никакая подмена воды не предотвратит от нашествия водорослей.
^
* от cycle - цикл (англ.), сайклинг это процесс набирания фильтром/аквариумом биологической мощности для переработки отходов жизнедеятельности рыб и растений, - т.е. формирования колонии бактерий способной справиться с биологической нагрузкой замкнутой экосистемы аквариума.
**При избытке нитратов [NO3]>2-3мг/л, появляющемся при перенаселении аквариума рыбами и/или плохом росте растений, они накапливаются в воде поскольку практически не разлагаются в аквариуме. Процесс преобразования нитратов [NO3] до газообразного азота [N2] и оксида азота [N2O] бактериями Pseudomonas spp. называется денитрификацией¬ и возможен только* при отсутствии кислорода в специальных фильтрах - денитрификаторах (например производства Energy Savers Unlimited, Summit Aquatics, Marine Technical Concepts, Thiel*Aqua*Tech или Sera Biodenitrator), которые сложны в эксплуатации. Эти фильтры нужно подкармливать глюкозой и в случае дисбаланса происходит "опрокидывание" фильтра, то есть он начинает наоборот производить токсичные вещества, выделять крайне ядовитый сероводород [N2S] (с запахом тухлых яиц) губительный для рыб. В аквариуме с растениями - Nature Aquarium, при нормальном росте растений и регулярной подмене 30-50% воды в неделю, биологическое равновесие идеально, и денитрификатор вам не нужен принципиально! Растения большинство аммиака [NH3] потребляют еще ДО того как он окислится бактериями в грунте до нитрита [NO2] а потом нитратов [NO3], так что концентрация нитратов в Nature Aquarium всегда около нуля¬.
* Почти полное отсутствие NO3 гарантировано в аэробном методе фильтрации с культурой бактерий Bacteria Roght Now! и углем TriBase Pelletized Carbon¬.
Cycling Your New Aquarium (гетеротрофные бактерии работающие в Hamburger Mattenfilter)
The Nitrogen Cycle, by Marc Elieson
The cycle of nitrogen by Marco Pagni (microbiologist), Version 2.0 of the 01/03/98
|